氢能重回聚光灯：能源危机与科研突破齐头并进
全球能源危机让氢能再度受到关注。在钢铁冶炼、海运等难以脱碳的领域，氢被视为化石燃料的潜在替代品。与此同时，一系列科研突破也在不断涌现，目标是降低制氢成本、拓宽氢的来源。这些来源包括阳光、农业废弃物，甚至地壳中的天然氢矿藏。
绿氢成本居高不下，仍是商业化推广的主要障碍。不过，最新的研究进展让人看到了希望：未来或许能找到效率更高、排放更低的制氢路径。这可能给能源市场和高耗能产业带来重要变化。
氢适用于需要高温的工业和交通场景。它可以像动力煤和重燃料油一样燃烧，但燃烧产物是水蒸气，而不是二氧化碳。因此，利用可再生能源生产的绿氢，在清洁能源转型规划中地位日益突出。
成本拖累雄心，也推动寻找替代方案
绿氢的增长没有达到预期的速度。原因在于，电解水分离氢气成本高、耗能大。此外，用可再生电力制氢，也未必比直接用电更高效。
国际可再生能源署（IRENA）几年前还发布报告，警告要防止“氢的无节制使用”，并呼吁政策制定者在能源领域的各类优先事项之间取得平衡。报告指出，大规模扩大绿氢的使用，“可能不符合无碳世界的要求”。
但经济上的难题并没有阻止研究的脚步。伊朗战争之后，这一领域获得了更多资金，多个旨在降低成本、减少碳足迹的科研项目也随之取得进展。
最新的进展来自俄勒冈州立大学。研究团队宣布了一种利用阳光从水中提取绿氢的方法，依托的是以硫为基础的化学反应。
这种方法与传统做法不同。传统做法靠电力把水分解成氢和氧，而新方法依靠“光催化”。具体来说，某种物质受到阳光照射后被激活，进入高能状态，从而加快化学反应。
俄勒冈州立大学研究人员基里亚科斯·斯蒂利亚努（Kyriakos Stylianou）在新闻稿中表示：“我们的研究为设计更好的材料提供了蓝图，有望降低绿氢的成本。我们保持材料的其余部分基本不变，只改变其中的金属，由此弄清了为什么某些金属有机框架材料的效果要好得多。这些发现为开发更高效的太阳能制氢材料提供了新的设计准则。”
另一项进展来自麻省理工学院（MIT）。研究人员开发出一种电化学工艺，可以从氨中提取高纯度氢气。传统的氨裂解工艺需要500摄氏度以上的高温，而新工艺所需的能量只是其一小部分。
今年1月，中国发表的一项研究还披露了另一种绿氢制备方法。在分离氢气的过程中，它不用氧气，而是利用从农业废弃物中提取的糖类。研究结果显示，制氢成本降至每公斤1.54美元。如果这项技术能够实现商业化应用，绿氢的成本可能低于天然气。
天然氢：埋藏在地下的天然燃料
除了改进制氢方法的创新，天然氢，“白氢”（也称地质氢）也是一条值得关注的路径，可能为能源行业带来不错的机遇。
白氢不靠工业过程生产，而是直接从地壳的天然矿藏中提取。这些氢经过数百万年的地质作用逐渐积聚而成。获取并开采这些矿藏所需的技术仍在研发中，但其潜在规模已经引起越来越多研究机构的兴趣。
美国地质调查局（USGS）就是关注这一领域的机构之一。据其报告的估算，地球内部可能蕴藏着巨量的氢，相当于全球目前石油消费量的约17万年用量。
不过，地下资源的规模并不等于能够经济开采的数量。这一资源的前景取决于几个因素：是否有可开采的储层，开采技术是否高效，以及开发所带来的环境成本和经济成本。
这些进展表明，清洁氢能的未来可能不会只靠一种技术，而是由多种路径共同构成。这些路径在来源、成本和效率上各不相同。从太阳能驱动的制氢，到利用农业废弃物，再到从氨中提氢和勘探地质矿藏，这个行业试图突破制约其推广的障碍，可选的科学方案正在增多。
随着能源危机持续、减排压力加大，这些技术能否走出实验室、实现商业化应用，将决定氢能是成为全球能源结构的重要组成部分，还是只局限于传统燃料难以替代的特定领域。